Propagação e Difração

Question 1

Com as aproximações de Fresnel (aproximações planas às ondas esféricas) e com as aproximações de Fraunhofer (aproximações parabólicas às ondas esféricas), pode calcular-se o campo escalar com base no conhecimento do campo escalar noutro plano paralelo ao primeiro. Verdadeiro ou Falso?

Answer 1

Falso

Question 2

A difração em Ótica Ondulatória formaliza-se entre planos paralelos. Verdadeiro ou Falso?

Answer 2

Verdadeiro

Question 3

Desde que seja conhecida a FTA, no plano z=0, t(x,h) é possível calcular a Amplitude Complexa (e a irradiância) difratada em cada ponto (x, y, z) a uma distância z que satisfaça as condições de Fresnel. Verdadeiro ou Falso?

Answer 3

Falso

Question 4

A aproximação de Fraunhofer impõe uma distância considerável. A interposição de uma lente, de distância focal f, e a aproximação do seu plano focal são equivalentes, matematicamente, à aproximação de Fraunhofer. Verdadeiro ou Falso?

Answer 4

Verdadeiro

Question 5

A teoria do limite de resolução de Rayleigh remete para a estrutura de difração de uma abertura circular, isto é, para a função sombrero. Verdadeiro ou Falso?

Answer 5

Verdadeiro

Question 6

O Princípio de Huygens-Fresnel prevê a existência de uma segunda onda que se propraga na direção oposta, mas que não existe. Verdadeiro ou Falso?

Answer 6

Falso

Question 7

Na aproximação de Fraunhofer, o campo no detetor pode obter-se por convolução entre o campo em sigma (incidente no objeto difratante) e h (representa uma onda esférica na sua aproximação paraboloidal), logo, a difração neste regime pode considerar-se um sistema linear invariante, ou, alternativamente, que a propagação se pode encarar como um filtro espacial. Verdadeiro ou Falso?

Answer 7

Falso

Question 8

Na aproximação de _______________, o campo no detetor calcula-se fazendo a TF do campo _______________ da abertura e esta transformada é calculada para valores específicos de _______________ espaciais (fx, fy), que são determinadas pela ______________ do problema no detetor e pelo _______________ ____ ___________.

Answer 8

Fraunhofer; emergente; frequências; geometria; comprimento de onda

Question 9

Na aproximação de Fresnel, a amplitude complexa em (x,y) é proporcional à TF do campo calculada para os valores de frequências espaciais especiais. Verdadeiro ou Falso?

Answer 9

Falso

Question 10

Na aproximação de Fraunhofer, a forma do padrão varia com a distância do plano detetor à abertura do objeto difratante. Verdadeiro ou Falso?

Answer 10

Falso

Question 11

Na aproximação de Fresnel, a forma do padrão varia com a distância do plano detetor à abertura do objeto difratante. Verdadeiro ou Falso?

Answer 11

Verdadeiro

Question 12

As lâminas de faces paralelas não fazem variar a fase das ondas incidentes, apenas a amplitude. Por isso, designam-se objetos de amplitude. Verdadeiro ou Falso?

Answer 12

Falso

Question 13

O olho humano é um objeto de fase. Verdadeiro ou Falso?

Answer 13

Falso

Question 14

Na difração por lentes, uma lente de distância focal f transforma uma onda plana numa onda paraboloidal convergente para o foco, F´, e transforma uma onda paraboloidal gerada em P1 (objeto) noutra paraboloidal com centro em P2 (imagem), conjugando planos que satisfazem a equação dos planos conjugados. Verdadeiro ou Falso?

Answer 14

Verdadeiro

Question 15

Uma lente é um objeto de fase. Verdadeiro ou Falso?

Answer 15

Verdadeiro

Question 16

Uma lâmina de faces paralelas é um objeto de amplitude. Verdadeiro ou Falso?

Answer 16

Verdadeiro

Question 17

Em geral, elementos óticos transmissivos são objetos de amplitude. Verdadeiro ou Falso?

Answer 17

Falso

Question 18

Componentes GRIN são objetos de fase. Verdadeiro ou Falso?

Answer 18

Falso

Question 19

Os objetos que constituem pupilas retangulares são objetos de _______________, porque não afetam a _________ da onda incidente.

Answer 19

amplitude; fase

Question 20

Os objetos que constituem pupilas circulares são objetos de fase. Verdadeiro ou Falso?

Answer 20

Falso

Question 21

Os objetos que se inserem na categoria de redes de difração de amplitude alteram, ponto por ponto, o módulo da amplitude complexa incidente, mas não alteram a sua fase. Verdadeiro ou Falso?

Answer 21

Verdadeiro

Question 22

As redes de difração de fase atuam, normalmente, em transmissão, e não em reflexão. Verdadeiro ou Falso?

Answer 22

Falso

Question 23

Os hologramas são quase sempre redes de difração de amplitude. Verdadeiro ou Falso?

Answer 23

Falso

Question 24

Os objetos que se inserem na categoria de redes de difração de amplitude alteram a fase da onda incidente, localmente, em função da topografia local. Verdadeiro ou Falso?

Answer 24

Falso

Question 25

A profundidade de uma rede m afeta a sua TFA, logo, afeta o padrão de difração da rede. Verdadeiro ou Falso?

Answer 25

Verdadeiro

Question 26

Nas redes de difração de fase, como a espessura varia harmonicamente (a exponencial de funções trigonométricas não são matematicamente simpáticas), podemos simplificar a FTA e dar-lhe a forma de uma combinação linear de funções simples (senos e cossenos), embora em número potencialmente infinito e a importância relativa dos vários termos é dada pelas funções de Bessel, dependendo do fator de modulação da topografia, m. Verdadeiro ou Falso?

Answer 26

Verdadeiro

Question 27

A rede de difração harmónica de amplitude atenua localmente o módulo de _____, sem alterar a _________ da onda incidente, e fá-lo de forma ______________.

Answer 27

U; fase; harmónica

Question 28

Para FTA passar a caraterizar uma rede de difração de dimensões finitas, faz-se o quê?

Answer 28

Multiplica-se a FTA por uma função rect que representa um quadrado de lado 2w, por exemplo.

Question 29

Se o diâmetro da lente for bastante superior ao do feixe gaussiano, o módulo da onda gaussiano não está a ser afetado. Verdadeiro ou Falso?

Answer 29

Verdadeiro

Question 29

Se o diâmetro da lente for bastante superior ao do feixe gaussiano, o módulo da onda gaussiano não está a ser afetado. Verdadeiro ou Falso?

Answer 29

Verdadeiro

Question 30

O feixe transmitido tem, exatamente, a mesma estrutura de fase, mas com um raio de curvatura R diferente. Verdadeiro ou Falso?

Answer 30

Verdadeiro

Question 31

A passagem de uma série para o integral de Fourier, em nada altera o significado das frequências espaciais ou temporais. No entanto, estas, agora, variam continuamente, isto é, deixa de existir uma frequência fundamental. Verdadeiro ou Falso?

Answer 31

Verdadeiro

Question 32

Quando se constata que um espetro é discreto, o sinal é necessariamente periódico e, por isso, quando é NÃO-PERIÓDICO, diz-se que o espetro é contínuo. Verdadeiro ou Falso?

Answer 32

Verdadeiro

Question 33

Quanto maior é a frequência, mais concentrado é o padrão de difração. Verdadeiro ou Falso?

Answer 33

Verdadeiro

Question 34

Representado-se o gráfico da TP no plano (u, v), cada padrão fica sempre associado a dois máximos simétricos e a sua direção fica definida pelos dois pontos (direção da periodicidade do padrão incial). Verdadeiro ou Falso?

Answer 34

Verdadeiro

Question 35

A parte real do kernel de Fourier representa um padrão periódico do perfil sinusoidal em 2D, ao longo da direção de u com frequência linear |u| (ou período 1/|u|). Verdadeiro ou Falso?

Answer 35

Verdadeiro

Question 36

Em espetros de potência, conseguem visualizar-se diferenças de fase. Verdadeiro ou Falso?

Answer 36

Falso

Question 37

Porque é que se diz que o padrão não é harmónico quando temos um máximo central?

Answer 37

Quando temos um máximo central, o padrão é periódico mas não é harmónico, porque o seu nível médio não é nulo.

Question 38

Enumere as propriedades da Transformada de Fourier.

Answer 38

1. Linear 2. A TF de uma função transladada é igual à TF da função não transladada multiplicada por uma variação de fase linear nos valores da translação. 3. A TF de uma função escalada é igual ao módulo do produto da escalas pela TF da função não escalada. 4. Energia/T. Parseval: O integral gaussiano da função é igual ao integral gaussiano da sua TF.

Question 39

Na transformada de Fourier do retângulo 2D, os zeros são inteiros e estão regularmente espaçados. Na TF do círculo 2D, os zeros não se encontram regularmente espaçados e a amplitude dos máximos vai diminuindo ao longo dos eixos. Verdadeiro ou Falso?

Answer 39

Verdadeiro

Question 40

Na TF do círculo 2D recorre-se a funções de Bessel de 2ª ordem. Verdadeiro ou Falso?

Answer 40

Falso

Question 41

Na aproximação de Fraunhofer, a amplitude é a TF do campo emergente em z=0, sendo a TF calculada para frequências espaciais que dependem da geometria e da física do problema. Verdadeiro ou Falso?

Answer 41

Verdadeiro

Question 42

As frequências espaciais usadas no cálculo da TF do campo emergente, na aproximação de Fraunhofer, são inversamente proporcionais ao comprimento de onda da onda em questão e diretamente proporcionais às variáveis transversas (x,y). Verdadeiro ou Falso?

Answer 42

Verdadeiro

Question 43

O primeiro zero do sombrero ocorre para _______, exatamente o valor que surge no diâmetro do risco central (disco de Airy). Verdadeiro ou Falso?

Answer 43

1,22

Question 44

A TF de uma constante é um impulso na origem. Verdadeiro ou Falso?

Answer 44

Verdadeiro

Question 45

O que é a TF de um produto?

Answer 45

A TF de um produto é a convolução das TF's de cada fator, sendo o impulso o elemento neutro da convolução, limitando-se a transferir o seu argumento na convolução.

Question 46

O resultado da TF tendo em conta uma rede de difração em amplitude 1D são 3 sincs centrados em 0 e em +/- f0. Verdadeiro ou Falso?

Answer 46

Verdadeiro

Question 47

Para que os sincs consecutivos só se intersetem em lobos de muito reduzida intensidade, ou para que eles não se intersetem de todo, é preciso garantir que, para uma dada dimensão da rede de difração, a rede tem de ter uma frequência superior a um dado limiar (1/w). Verdadeiro ou Falso?

Answer 47

Verdadeiro

Question 48

O valor da duty cycle corresponde à frequência da rede e esta não depende da abertura. Verdadeiro ou Falso?

Answer 48

Falso, apenas porque a f0 só depende da abertura.

Question 49

Quanto maior é a frequência da rede de difração, mais espaçadas se encontram as ordens de difração. Verdadeiro ou Falso?

Answer 49

Verdadeiro

Question 50

É a modulação da rede que determina a distribuição da energia pelas ordens de difração. Verdadeiro ou Falso?

Answer 50

Verdadeiro

Question 51

Tanto a separação como a _____________ das ordens de difração variam linearmente com o ______________ ____ _____________.

Answer 51

espessura; comprimento de onda

Question 52

A distribuição da energia pelas ordens é alterada pela frequência da rede. Verdadeiro ou Falso?

Answer 52

Falso. Redes com a mesma frequência podem apresentar distribuições de energia diferentes, porque é a modulação da rede (ou o seu perfil/forma) que vai influenciar esse fator.

Question 53

A distribuição da energia pelas ordens depende do perfil da rede (todas têm a mesma frequência) e algumas ordens intermédias podem não ser visíveis. Verdadeiro ou Falso?

Answer 53

Verdadeiro

Question 54

O padrão de difração da ___________ é repetido em função da _____________ da _________ e a amplitude (distribuição da energia) de cada ordem é determinada pelo padrão de difração do ____________.

Answer 54

rede; frequência; rede; motivo (abertura individual que se repete em cada posição de referência)

Question 55

As redes de difração de amplitude têm mais ordens de difração do que as redes de difração de fase. Verdadeiro ou Falso?

Answer 55

Falso

Question 56

As redes de difração constituem o elemento crítico dos espectrómetros, pois implementam a separação angular espetral de um feixe não monocromático. Verdadeiro ou Falso?

Answer 56

Verdadeiro

Question 57

Num espectrómetro, aproveita-se apenas uma das ordens, o que significa que é importante que a distribuição de energia seja assimétrica, o que se consegue com redes com perfil em dente de serra, que são redes de fase. Estas redes permitem otimizar a eficiência e a sensibilidade de um espectrómetro, aproveitando ao máximo o fluxo luminoso disponível. Verdadeiro ou Falso?

Answer 57

Verdadeiro

Question 58

A estrutura fina do espetro é determinada pelo padrão de difração da abertura confinante (sinc, sombrero, ...). Verdadeiro ou Falso?

Answer 58

Verdadeiro

Question 59

No caso de interferência entre múltiplas ondas, a onda emergente de cada uma das fendas está em fase com as demais e este conjunto de muitas ondas pode interferir construtivamente, o que significa que, para TODAS as outras direções que não satisfaçam a condição dos máximos da irradiância, a interferência é globalmente destrutiva e nenhuma luz deverá emergir segundo tais direções. Verdadeiro ou Falso?

Answer 59

Verdadeiro

Question 60

Quanto menor é o número de fendas iluminadas pela onda incidente, mais bem definidas estão as direções segundo as quais há máximos de irradiância. Verdadeiro ou Falso?

Answer 60

Falso

Question 61

O espetro de difração do motivo fixa a intensidade relativa das várias ordens de difração. Verdadeiro ou Falso?

Answer 61

Falso. É o espetro de difração da abertura confinante que é responsável pelas intensidades relativas das ordens.

Question 62

As distâncias lineares entre ordens no plano de observação (a distância z da rede) são constantes. Verdadeiro ou Falso?

Answer 62

Falso

Question 63

O que são ondas ausentes?

Answer 63

São ondas que não receberam energia do padrão de difração da fenda (não estão associadas ao facto de não ocorrer interferência construtiva segundo essas direções).

Question 64

Um padrão de difração é tão mais proeminente quanto maior for a dimensão da pupila de saída do objeto difratante. Verdadeiro ou Falso?

Answer 64

Falso

Question 65

A estrutura fina da imagem de objetos no infinito é determinada pela difração na pupila. Verdadeiro ou Falso?

Answer 65

Verdadeiro

Question 66

É f ou z que determinam a escala do padrão de difração. Verdadeiro ou Falso?

Answer 66

Verdadeiro

Question 67

Um sistema que satisfaça o Critério de Rayleigh diz-se limitado por difração. Verdadeiro ou Falso?

Answer 67

Verdadeiro

Question 68

O que é que significa um sistema ser limitado por difração.

Answer 68

Significa que é inútil prosseguir com a redução das aberrações, pois a mancha luminosa já está condicionada pela difração na pupila.

Question 69

O olho é um sistema limitado por difração. Verdadeiro ou Falso?

Answer 69

Falso

Question 70

Uma lâmina de faces paralelas é um objeto de amplitude no qual a desfasagem das ondas por difração é uniforme e em que a transmissão da variação da amplitude é diferente de ponto para ponto. Verdadeiro ou Falso?

Answer 70

Verdadeiro

Question 71

Quando o número de Fresnel (N_F) é muito inferior a 1, estamos nas condições para aplicar a aproximação de Fresnel. Verdadeiro ou Falso?

Answer 71

Falso

Question 72

A TF de uma abertura retangular ocupa os 4 quadrantes com valores não nulos. Verdadeiro ou Falso?

Answer 72

Verdadeiro

Question 73

Numa rede de difração de fase, os sincs infinitos originados a partir da TF do campo emergente na abertura difratante não se encontram igualmente espaçados. Verdadeiro ou Falso?

Answer 73

Falso

Question 74

Na difração por 2 fendas, na expressão na irradiância no plano de deteção, o cos^2 vem do facto de serem 2 fendas e o sinc^2 provêm das aberturas individuais retangulares. Verdadeiro ou Falso?

Answer 74

Verdadeiro

Question 75

À medida que o número de fendas aumenta, concentra-se cada vez mais a microestrutura do padrão em torno de cada ordem, sendo, assim, alterada a forma como a energia se distribui por cada ordem. Verdadeiro ou Falso?

Answer 75

Falso. A forma como a energia se distribui mantém-se inalterada, porque os valores que se utilizam dos sincs são os mesmos. Visualmente, as ordens são mais intensas, pois o mesmo fluxo distribuir-se-á por uma microestrutura de menores dimensões.

Question 76

O padrão de Airy decorre, por exemplo, de uma situação que envolva passar uma onda plana por uma pupila circular (lente). Verdadeiro ou Falso?

Answer 76

Verdadeiro

Question 77

O Critério de Rayleigh não se aplica a ondas monocromáticas, porque só se aplica a luz incoerente. Verdadeiro ou Falso?

Answer 77

Falso. Aplica-se a luz monocromática, mas não a luz coerente.

Question 78

Numa rede de difracção 2D, os máximos de irradiância ocorrem segundo ângulos cujos senos sejam múltiplos da razão entre o comprimento de onda e a separação entre fendas consecutivas da rede. Verdadeiro ou Falso?

Answer 78

Verdadeiro

Question 79

Numa difração por uma fenda, os máximos de irradiância ocorrem segundo ângulos cujos senos sejam múltiplos da razão entre o comprimento de onda e a dimensão da fenda. Verdadeiro ou Falso?

Answer 79

Falso. São os mínimos que ficam definidos assim.

Question 80

A equação das redes nada diz sobre a distribuição entre várias ordens, nem sobre a estrutura fina de cada ordem. Verdadeiro ou Falso?

Answer 80

Verdadeiro